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Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 0- Preliminares 
Engenheiro Plínio Tomaz pliniotomaz@uol.com.br 11/10/08 
 
 
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Livro: Remoção de sedimentos em BMPs 
10 de outubro de 2008 
Engenheiro Plínio Tomaz 
 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 0- Preliminares 
Engenheiro Plínio Tomaz pliniotomaz@uol.com.br 11/10/08 
 
 
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Introdução 
 
 Os assuntos que iremos tratar se referem a poluição difusa, que é aquela gerada pelo 
escoamento superficial da água em zonas urbanas e provém de atividades que depositam 
poluentes, de forma esparsa, sobre a área de contribuição da bacia hidrográfica. 
 Os primeiros 10minutos de chuva lavam a rua e carregam poluentes, que é o 
denominado first flush. O dr. Robert Pitt em 2004 em pesquisas de 21 parâmetros 
demonstrou que este escoamento inicial carrega poluentes conforme Tomaz, 2006. A 
solução para a melhoria da qualidade das águas pluviais é fazer o tratamento é através das 
BMPs para áreas de bacias até 2km2 (200ha). Assim devem ser tratadas as águas pluviais 
proveniente do first flush e o restante ser lançado diretamente ao curso de água ou lago 
próximo. 
 “BMP (Best Management Practices): traduz-se por melhor técnica de 
gerenciamento ou medidas ótimas para gerenciamento de cargas difusas”. As BMPs são 
medidas e práticas destinadas a melhorar a qualidade das águas pluviais. 
Apesar de inúmeros fenômenos que ocorrem nas BMPs, a sedimentação é o mais 
importante, pois está provado que quando se depositam sedimentos menores que 100μm 
que são o TSS (sólidos totais em suspensão), os mesmos arrastam consigo uma grande 
parte dos metais pesados, nitrogênio, fósforo e outros poluentes. 
 É importante em determinadas BMPs, prever a porcentagem de sedimentos 
removidos e retidos. 
• Bacia de detenção seca, que é aquela que detém as águas pluviais e só deixa passar 
a vazão de pico do pré-desenvolvimento. 
• Bacia de detenção estendida que detém por um período de 24h o volume 
denominado WQv para melhoria da qualidade das águas pluviais. 
• Bacia de retenção que pode ser uma wetland ou uma bacia de retenção molhada 
que não tem vegetação e ambas possuem um volume permanente denominado WQv 
e um volume temporário também WQv. 
Incluímos também a caixa de retenção de óleos e sedimentos, a teoria de Stokes, os 
princípios de Allen Hazen sobre sedimentação e o Método Simples de Schueler. 
A teoria de Schueler feita em 1987 é usada para a determinação do first flush, isto é, a 
altura da lâmina de água em milímetros que é responsável por 90% das precipitações e que 
irá deter 80% do TSS (sólido total em suspensão). 
O depósito de sedimentos pode ser feito durante as precipitações ou no intervalo das 
mesmas, chamando a primeira de condições dinâmicas e a segunda de condições 
quiescentes. 
Outra importância da remoção dos sedimentos é que nas BMPs citadas devem possuir a 
montante o pré-tratamento, que é a remoção de sedimentos grosseiros, ou sejam, aqueles 
maiores que 125μm. 
Neste trabalho temos como objetivo mostrar a facilidade dos cálculos de estimativa de 
remoção de sedimentos nas BMPs. 
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Dentre os vários métodos existentes bem como softwares americanos todos possuem 
falhas devido a dificuldade do conhecimento científico sobre o problema. A influência da 
forma do reservatório, da área da superfície, do tempo de detenção, do tamanho das 
partículas existentes no local, o problema da ressuspensão de sedimentos tudo isto causam 
inúmeras dificuldades para se ter como exatidão a eficiência da sedimentação. 
Uma maneira prática e também sujeita a erros é o método de Akan que está no Capítulo 
3 deste livro, pois é fácil de ser aplicado e o método do Capítulo 19 devido a Chen. 
As bacias de detenção estendida conforme Stahre e Urbonas, 1990 in Haan et al, 1994 
remove 50% a 70% de sólidos totais em suspensão (TSS), 10% a 20% de fósforo total, 10% 
a 20% de nitrogênio, 20% a 40% de matéria orgânica, 75% a 90% de chumbo, 30% a 60% 
de zinco, 50% a 70% de hidrocarbonetos e 50% a 90% de bactérias. 
Os capítulos foram feitos de maneira que possam ser lidos separadamente. 
O autor se desculpa pelos gráficos em inglês. 
Agradeço a Deus, o Grande Arquiteto do Universo, a oportunidade de poder contribuir 
na procura do conhecimento com a publicação deste livro. 
 
Guarulhos, 10 de outubro de 2008 
 
Engenheiro civil Plínio Tomaz 
 
 
 
 
 
 
 
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PLÍNIO TOMAZ 
 
 
COMUNICAÇAO COM O AUTOR 
Engenheiro civil Plínio Tomaz 
e-mail: pliniotomaz@uol.com.br 
 
 
 
 
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I Dream of Tahoe ® 
By: Charles R. Goldman 
 
 
I dream of Tahoe wherever I may go 
I dream this dream of Tahoe in sunshine or in snow 
I see the cobalt waters in the alpine afterglow 
Where pine and aspen forests take many years to grow 
And I’ll return to Tahoe from wherever I may go 
Yes I’ll return to Tahoe despite where winds may blow 
And although my travels wander across the land and sea 
My memories of Tahoe will always stay with me 
The air is clear and brilliant where Sierra meets the sky 
It fills me with a sadness when I must say goodbye 
But if we keep its blueness this lake will never die 
And the children of our children will never have to cry 
 
 
 
Nota: este poema foi escrito pelo dr. Charles R. Goldman que conheci num seminário 
internacional de recursos hídricos. O dr. Charles é o responsável pela recuperação do 
Lago Tahoe nos Estados Unidos e um dia recebeu o presidente Bill Clinton e o vice Al 
Gore em seu barco de pesquisa. 
 
 
 
 
 
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Prefácio 
Os aspectos espetaculares das sucessivas crises do petróleo, com a escassez 
imediata e o aumento dos preços, fizeram com que grande parte da população mundial 
acreditasse que o esgotamento das reservas naturais do planeta era parte de uma questão 
energética, que poderia ser resolvida através do aporte tecnológico. De forma silenciosa, 
contudo, uma outra escassez avançava, sem ser vislumbrada em toda sua ameaça: a falta de 
água potável. 
Pela própria natureza da Terra, a água doce, potável e de qualidade encontra-se 
distribuída de forma bastante desigual. As regiões setentrionais do planeta, embora com 
grandes rios – Tamisa, Danúbio, Reno, Volga,– ou na América – o São Lourenço, 
Mississipi, Missouri – concentram grandes aglomerações demográficas, que consomem 
volumes crescentes de água potável. Além disso, a generalização da agricultura moderna – 
subsidiada com milhares e milhares de dólares, tanto na União Européia, quanto nos EUA – 
ampliou tremendamente o consumo de água. Muitas vezes, a riqueza produzida por tal 
agricultura subsidiada não paga os imensos gastos de armazenamento, dutos e limpeza 
investidos no processo de sua própria disponibilização. 
 O consumo de água dobra a cada 20 anos; 50% da água que vai para os grandes 
centros urbanos são desperdiçadas. Mais de 25% da população da Terra não tem acesso à 
água potável. Em 70 regiões do planeta existem conflitos pelo controle da água potável. 
 No Brasil, cerca de 70% da água está localizada na região Norte, onde vivem 
aproximadamente 75% da população. 
 Os 30% restantes dos recursos hídricos estão nas demais regiões,onde vivem 93% 
da população brasileira. 
 Conseqüentemente, cada vez mais importante se torna promover o seu uso 
eficiente. Isto significa que não se pode desperdiçar o precioso líquido e que a sua 
qualidade deve ser adequada ao tipo de utilização. Mesmo ao nível doméstico há 
utilizações, como a limpeza, por exemplo, onde não é exigível uma qualidade aos níveis de 
portabilidade da água. Neste contexto, começam a ganhar mais popularidade soluções 
alternativas, como o aproveitamento de águas das chuvas e de águas cinzentas. 
 No entanto, convém notar que após um período significativo sem chover é natural 
que as superfícies de captação apresentem alguma sujidade, podendo a mesma ser arrastada 
pela água. Em princípio, para aplicações domésticas convirá rejeitar essas primeiras águas 
de lavagem (“first-flush”) para o que existem diversas soluções. 
 O presente trabalho - Remoção de sedimentos em BMPs - de autoria do insigne 
Engenheiro Plínio Tomaz, seu décimo e-book, trata dos vários métodos existentes com a 
finalidade de quantificar esses sedimentos depositados pelas chuvas nas bacias 
hidrográficas, melhorando a qualidade das águas para captação e consumo. 
Honrou-nos o professor, com a solicitação de que prefaciássemos o presente 
trabalho. 
Quando, no inicio de 2008 assumimos a Comissão de Meio Ambiente do CREA SP, 
firmamos o compromisso de sociabilizar o máximo possível informações de boas práticas 
ambientais. Lembramos logo de Mestre Plínio, sempre nos brindando com seus trabalhos 
quando das reuniões de Câmara e Plenária. 
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Solicitado a colaborar com a Comissão, prontamente nos atendeu e hoje todos 
podem contar com seus livros digitais publicados no site da Comissão, no Portal do CREA 
SP. 
Certamente esta será apenas mais uma das publicações com que poderemos contar. 
Outras estão a caminho. 
Assim, desejo que todos - profissionais alunos e militantes ambientais aproveitem 
ao máximo os ensinamentos de nosso caro professor. 
 
Santos, outubro de 2008 
 
 Zildéte Teixeira F. Prado 
Engª Civ e Meio Ambiente 
 Coordenadora CMA 
 CREA-SP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Capítulos 
Ordem Assunto 
0 Preliminares 
1 Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme Papa, 1999 
2 Remoção de sedimentos em bacias de retenção conforme EPA, 1986 
3 Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme Akan 
4 Remoção de sedimentos em bacias de detenção seca conforme EPA, 2004 
5 Método RUSLE (equação revisada universal de perda de solo) 
 6 Estimativa da carga do poluente pelo Método Simples de Schueler 
7 Carga de sólidos devido ao runoff 
8 Lei de Stokes 
9 Principio de Allen Hazen sobre sedimentação 
10 Remoção de sedimentos em bacias de retenção conforme EPA, 2004 
11 Remoção de sedimentos em pré-tratamento 
12 Pré-tratamento 
13 Cerca de sedimentos 
14 Caixa de retenção de óleo e sedimentos 
15 Pesquisas efetuadas sobre TSS (sólidos totais em suspensão) 
16 Método de Brune 
17 Método de Churchill 
18 Método de Maryland 
19 Remoção de sedimentos em bacias de detenção conforme Chen,1975 
20 Remoção de sedimento em faixa de filtro gramada 
21 Canal gramado 
 
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CURRICULUM VITAE 
O engenheiro civil Plínio Tomaz nasceu em Guarulhos e estudou na Escola Politécnica da 
Universidade de São Paulo. Fez cursos de pós-graduação na Politécnica e na Faculdade de Saúde 
Pública. 
Foi superintendente e diretor de obras do SAAE onde se aposentou e depois trabalhou no 
Ministério de Minas e Energia. 
• Fundador da Associação de Engenheiros e Arquitetos e Agrônomos de Guarulhos em 
1967. 
• Foi professor de Hidráulica Aplicada na FATEC e na CETESB. 
• Atualmente é: 
• Diretor de Recursos Hídricos Saneamento e Energia da FAEASP (Federação das 
Associações de Engenharia e Arquitetura do Estado de São Paulo) 
• Diretor de Recursos Hídricos e Meio Ambiente da ACE-Associação Comercial e 
Empresarial 
• Membro da Academia Guarulhense de Letras 
• Assessor especial de meio ambiente da OAB (Ordem dos Advogados do Brasil) de 
Guarulhos 
• Conselheiro do CADES- Conselho Municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento 
Sustentável da PMSP representado o CREASP 
• Coordenador do Grupo de Trabalho do CREASP sobre Fiscalização em Bacias 
Hidrográficas 
• Membro do Sub-comitê de Bacia Alto Tietê-Cabeceiras 
• Presidente do Conselho Deliberativo do Serviço Autônomo de Água e Esgotos de 
Guarulhos 
• Ex-professor da FIG, UNG, FATEC e CETESB 
Escreveu 6 livros de engenharia civil 
- “Conservação da Água” 
- “Previsão de consumo de água” 
- “Economia de água” 
- “Cálculos hidrológicos e hidráulicos para obras municipais” 
- “Aproveitamento de água de chuva” 
- “Poluição difusa” 
 
Onze livros eletrônicos em acrobat reader disponível gratuitamente na Internet 
- Balanço Hídrico 237páginas A4 
- BMPs-Best Management Practices 176 páginas A4 
- Critério Unificado 327 páginas A4 
-- Golpes de aríete em casas de bombas 105 páginas A4 
- Análise da qualidade da água de rios e impactos de nitrogênio e fósforo rios e córregos 109páginas A4 
- Curso de Manejo de águas pluviais 1019 páginas A4 
- Água-pague menos: tratamento de esgotos e reúso 133 páginas A4 
-Aproveitamento de água de chuva 250páginas A4 
-Previsão de consumo de água em gramados 168 páginas A4 
-Curso de Redes de esgotos 591 páginas A4 
-Curso de Redes de água 829 páginas A4 
-Evapotranspiração 
-Remoção de sedimentos em BMPs 
 
Guarulhos, 11 outubro de 2008 
Plínio Tomaz 
Consultor Senior 
Engenheiro Civil 
CREA-SP 0600195922 
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0.1 Introdução 
Há uma grande dificuldade de se calcular com precisão a remoção de sedimentos em 
uma bacia de detenção estendida. 
A bacia de detenção estendida é aquela projetada para deter vazões de pico de 
enchentes e só deixar passar a vazão de pré-desenvolvimento para melhorar a qualidade das 
águas pluviais. O reservatório se enche e depois esvazia num tempo determinado pelo 
projetista, ficando depois vazio. O tempo de detenção de modo geral está entre 24h a 48h. e 
o período de retorno usado varia de 10 a 25anos. 
O reservatório de detenção estendido é uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidos 
e Europa, motivo pelo qual se faz necessário estimar da melhor maneira possível a 
porcentagem de remoção de sólidos totais em suspensão, que é o chamado TSS. 
Salientamos que é reconhecido por todos os especialistas no assunto, que a remoção dos 
poluentes é proporcional a remoção dos sólidos totais em suspensão (TSS) nas águas 
pluviais, pois os poluentes aderem as partículas sólidas e se depositam no fundo do 
reservatório. Desta maneira é importante que quanto maior for a remoção de TSS maior 
será a remoção de fósforo, nitrogênio e outros poluentes. 
Os reservatórios de detenção estendido tem a função de mitigar os impactos do runoff 
urbano nos corpos receptores de água que são os rios, córregos e lagos. 
 
0.2 Critérios de dimensionamento adotado para reservatório de detenção estendido 
O cálculo detalhado de reservatório de detenção estendido poderá ser visto no livro 
Poluição Difusa de Tomaz, 2006. 
No cálculo é aplicado o conceito de pré e pós desenvolvimento de maneira a se ter 
impacto zero. 
 
Volume paramelhoria da qualidade das águas pluviais 
Os critérios estão baseados em Schueler, 1987 com os seguintes parâmetros: 
Rv= coeficiente volumétrico 
 Rv= 0,05 +0,009 x AI 
AI= área impermeável em porcentagem 
O volume para melhoria da qualidade das águas pluviais é dado por: 
 WQv= (P/1000) x Rv x A (m2) 
Sendo: 
WQv= volume para melhoria da qualidade das águas pluviais (m3) 
P= 25mm= first flush para a Região Metropolitana de São Paulo- RMSP 
A= área da bacia (m2) 
A profundidade do reservatório varia de 1,00m a 1,50m e o tempo de esvaziamento 
geralmente adotado é de 24h. 
A vazão média Qm é o volume WQv dividido pelo número de segundos em 24h 
 Qm= WQv/86400s 
Sendo a altura do reservatório h, o cálculo é feito com orifício: 
Q= Cd x Ao x (2gh)0,5 
Cd=0,62 
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Ao= área da seção transversal= π D2/4 
Na prática costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d. 
a) d=profundidade do reservatório h =altura na equação do orifício 
h= d/2 (usa-se como altura a metade) 
Q=Qm 
 
b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazão o dobro da vazão média, mas usa-se a altura 
máxima d) 
h=d 
 
Tempo de esvaziamento 
Genericamente para qualquer seção transversal As, o tempo de esvaziamento em 
segundos de qualquer reservatório pode ser calculado pela Equação (0.1), conforme 
Malásia, 2000. 
 t=[1 / Cd . Ao .(2.g ) 0,5] . ∫ y1 y2 As dy/ y 0,5 Equação (0.1) 
Quando a superfície da água é constante, isto é, as paredes são verticais, então a 
equação acima fica: 
 
 t= [2 . As . (y1 0,5 - y2 0,5 )] / [Cd . Ao .(2.g ) 0,5] 
 
Sendo: 
Ao= área da seção transversal do orifício (m2); 
Cd= 0,62 coeficiente de descarga; 
As= área transversal do reservatório na profundidade y (m2); 
t= tempo de esvaziamento (segundos); 
y1= altura da água no inicio (m); 
y2= altura do nível de água no fim (m) e 
g= aceleração da gravidade (g=9,81m/s2) 
 O orifício mínimo deve ter diâmetro ≥ 50mm. 
 
0.3 Distribuição das partículas e velocidade de sedimentação 
Tenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA, 1986 e no 
Canadá publicada em 1994 pelo Ministério do Meio Ambiente e Energia de Ontário 
(MOEE). 
Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentação das águas 
pluviais dependendo do tamanho das partículas. Com a falta de pesquisas existentes em 
todo o Brasil, admitiremos como base as últimas pesquisas, isto é, aquelas feitas no Canadá 
em 1994, portanto, mais recente. 
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Tabela 0.1- Partículas, porcentagens de massas e velocidade de sedimentação no 
Canadá em 1999 
Fração (%) de massa 
de partículas 
Vs velocidade 
de sedimentação
(mm) (m/h) 
≤ 20mm 20 0,000914 
20<x≤40 10 0,0468 
40<x≤ 60 10 0,0914 
60<x≤ 0,13 20 0,457 
0,13<x≤ 0,40 20 2,13 
0,40<x≤ 4,0 20 19,8 
Total= 100 
 Fonte: Papa, et al, 1999 
 
Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partículas, porcentagens 
e velocidade de sedimentação conforme EPA, 1986 que usa cinco frações de 20% de massa 
cada conforme Tabela (0.2). 
 
Tabela 0.2- Partículas, porcentagens de massas e velocidade de sedimentação nos 
Estados Unidos. 
Fração (%) de massa 
de partículas 
Vs velocidade 
de sedimentação 
 (%) (%) (m/h) 
1 0 a 20% 20 0,0009 
2 20% a 40% 20 0,09 
3 40% a 60% 20 0,45 
4 60% a 80% 20 2,1 
5 80% a 100% 20 19,5 
Total= 100 
 Fonte: EPA, 1986 
 
 
Remoção de partículas das águas pluviais 
Considerando uma área urbana as precipitações que caem nas casas, ruas, avenidas e 
estradas, parques, etc transportam sólidos, variando desde argila até agregados maiores. As 
variações do diâmetro das partículas dependem do local, do vento, das precipitações e de 
outras variáveis. 
Infelizmente não temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente as 
pesquisas americanas que são as seis curvas mostradas na Figura (0.1). 
Conforme Rinker, 2004 a primeira curva da distribuição das partículas de 
monitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para a 
decantação de sólidos usadas muito em estradas de rodagens. 
A segunda é da EPA, 1986 devido ao trabalho coordenado por E. Driscoll. 
A terceira curva de partículas é a do NURP, 1986 que fez inúmeras pesquisas. 
A quarta curva de partículas é do MRSC, 2000- Municipal Research& Services de 
Washington que fez pesquisa somente em um local. 
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A quinta curva é a do projeto Stormceptor que é uma firma americana de 
equipamentos, baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manual 
de 1994) de Ontário. e que por sua vez é baseada na Usepa, 1983. 
 A sexta curva é J. Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinado 
local, não tendo portanto, muita importância. 
 
 
Figura 0.1- Comparação da distribuição do tamanho de partículas de águas pluviais 
nos Estados Unidos conforme Rinker, 2004. 
 
Rinker, 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade das 
águas pluviais, capturaando partículas <100μm, se depositarão de 50% a 100% das 
partículas. Rinker, 2004 salienta ainda que Walker, 1997 associou a deposição de metais e 
outros poluentes em águas pluviais quando houver deposição de partículas menores que 
100μm. 
Salientamos que adotamos para pré-tratamento a deposição de partículas maiores que 
125μm. 
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0.4 Bibliografia e livros consultados 
-HAAN, C.T. et al. Design Hydrology and sedimentology for small catachments. Academic 
Press, 1994, 588páginas, ISBN 13:978-0-12-312340-4 
-PAPA, FABIAN et al. Detention time selection for stormwater quality control ponds. 
31/july/1999. Can. J. Civ. Eng. 26:72-82 (1999). 
-RINKER, 2004. Particle size distribution (PSD) in stormwater runoff. 
http://www.rinkermaterials.com/ProdsServices/downloads/InfoBriefs_Series/IS%20601%2
0Particle%20Size%20Distribution%20_PSD_%20in%20Stormwater%20Run.pdf 
-TOMAZ, PLINIO. Poluição Difusa. Navegar Editora, 2006. 
-USEPA. Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff quality. 
EPA 440/5-87-001 setembro 1986. Coordenado por Eugene D. Driscoll baseado n as 
pesquisas de Dominic M. DeToro e Mitchell Small. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 2- Vegetative 
biofilters. EPA/600/R-04/121A setembro 2004. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 3- Basin Best 
management practices. EPA/600/R-04/121B setembro 2004. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 1- General 
Considerations EPA/600/R-04/121 setembro 2004. 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 01- Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme Papa, 1999 
Engenheiro Plínio Tomaz pliniotomaz@uol.com.br 15/09/08 
 
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Capítulo 01-Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme Papa, 
1999. 
 
1.1 Introdução 
A bacia de detenção estendida é aquela projetada para deter vazões de pico de 
enchentes e só deixar passar a vazão de pré-desenvolvimento e melhorar a qualidade das 
águas pluviais. O reservatório se enche e depoisesvazia num tempo determinado pelo 
projetista ficando depois vazio. O tempo de detenção de modo geral está entre 24h a 48h. e 
o período de retorno usado varia de 10anos a 25anos. 
 
1.2 Eficiência da remoção 
Para a eficiência vamos mostrar a conhecida equação de Fair e Geyer, 1954: 
η= 1 – [( 1+ Vs/ (n x Q/A)] –n 
Sendo: 
η= eficiência dinâmica da deposição para remoção de sólidos em suspensão (fração que 
varia de 0 a 1) 
Vs=velocidade de sedimentação (m/h) 
n= fator de turbulência de Fair e Geyer, 1954 sendo usualmente admitido n=3 para “boa 
performance” 
Q=vazão no reservatório (m3/h). Geralmente é a vazão de saída de pré-desenvolvimento. 
A= área da superfície do reservatório (m2) 
 Podemos ainda fazer: 
Q/A = hA/ ts 
Sendo: 
hA =profundidade do reservatório (m) 
ts= tempo médio de detenção (h) 
td= tempo de esvaziamento do reservatório quando está cheio e não há vazão de entrada até 
estar completamente vazio (h) 
 O ts médio de detenção das águas pluviais no reservatório é aproximadamente a 
média de dois extremos (ts=0 e tsmax): 
ts= (1/2) x td 
Fazendo as substituições temos: 
η= 1 – [( 1+Vs/ (n x Q/A)] –n 
η= 1 – [( 1+Vs/ (n x hA/ ts)] –n 
η= 1 – [( 1+(Vs x td)/ (2xn x hA)] –n 
A última equação vale para uma determinada velocidade de sedimentação Vs, mas 
para todas temos que fazer a somatória para se obter a eficiência global Ed. 
É importante observar que na equação abaixo já está multiplicada pela fração Fi. 
Ed= Σ Fi { 1 – [( 1+ (Vsi x td)/ (2xn x hA)] }–n 
Sendo: 
Fi= as frações da porcentagem das partículas (0,20; 0,10; 0,10;0,20;0,20;0,20) 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 01- Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme Papa, 1999 
Engenheiro Plínio Tomaz pliniotomaz@uol.com.br 15/09/08 
 
 1-2
 
Exemplo 1.1 
Calcular a remoção de TSS de uma área de 100ha com dados de pesquisas do Canadá, 1994 
com área impermeável de 60% onde se calculou um reservatório de detenção estendido 
com 14.800m3, diâmetro da tubulação de saída adotado de D=0,30m. Profundidade de 
1,40m e área as superfície de 10.571m2. 
Tempo de esvaziamento 
 t= [2 . As . (y1 0,5 - y2 0,5 )] / [Cd . Ao .(2.g ) 0,5] 
Cd=0,62 
y1=1,40m 
Ao= π x D2/4= 3,1416/ 0,302/4=0,070686m2 
As=10571m2 
 t= [2 x10571 (1,4 0,5 - 0 0,5 )] / [0,62x0,070686x(2x9,81) 0,5] =128.870s= 35,8h 
Nota: achamos o tempo de esvaziamento t=35,8h que é maior que 24h. Caso queiramos 
valor mais próximo de 24h adotaríamos D=0,35m. 
Edi= Fi { 1 – [( 1+ (Vsi x td)/ (2 x n x hA)]} –n 
Para a primeira linha Fi=0,20 (20%) 
Edi= 0,20 { 1 – [( 1+ (0,000914 x 35,8)/ (2 x 3 x 1,40)] }–3 
Edi= 0,0023 
 
 Tabela 1.1- Resumo dos cálculos baseado em dados de Ontário 
Fração (%) de massa 
de partículas 
Vs velocidade 
de sedimentação 
tempo de 
esvaziamento td 
n Profundidade 
 reservatório 
hA 
Eficiência 
por fração 
(mm) (%) (m/h) (h) (m) TSS 
≤ 20mm 20 0,000914 35,8 3 1,4 0,0023 
20<x≤40 10 0,0468 35,8 3 1,4 0,0420 
40<x≤ 60 10 0,0914 35,8 3 1,4 0,0627 
60<x≤ 0,13 20 0,457 35,8 3 1,4 0,1922 
0,13<x≤ 0,40 20 2,13 35,8 3 1,4 0,1998 
0,40<x≤ 4,0 20 19,8 35,8 3 1,4 0,2000 
Total= 100 Soma=Ed= 0,6991 
 Eficiência= 69,91 
 
Conclusão: a eficiência na remoção do reservatório de detenção estendido é a soma da 
eficiência das frações: 69,91% 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 01- Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme Papa, 1999 
Engenheiro Plínio Tomaz pliniotomaz@uol.com.br 15/09/08 
 
 1-3
Exemplo 1.2 
Calcular a remoção de TSS de uma área de 100ha com dados de pesquisas nos Estados 
Unidos, 1986, com área impermeável de 60% onde se calculou um reservatório de 
detenção estendido com 14.800m3, diâmetro da tubulação de saída adotado de D=0,30m. 
Profundidade de 1,40m e área superfície As=10.571m2. 
Nota: a diferença entre este exemplo e o anterior são as velocidades de sedimentação. 
 
 Tabela 1.2- Resumo dos cálculos baseado em dados de USA, 1986 
Fração (%) de massa 
de partículas 
Vs velocidade 
de sedimentação 
tempo de 
esvaziamento td 
n h A Eficiência 
 por fração 
 (%) (m/h) (h) (m) 
1 20 0,0009 35,8 3 1,4 0,0023 
2 20 0,09 35,8 3 1,4 0,1245 
3 20 0,45 35,8 3 1,4 0,1919 
4 20 2,1 35,8 3 1,4 0,1998 
5 20 19,5 35,8 3 1,4 0,2000 
Total= 100 Soma=Ed= 0,7185 
 Eficiência= 71,85 
 
Conclusão: a eficiência na remoção do reservatório de detenção estendido é de 71,85% 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 01- Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme Papa, 1999 
Engenheiro Plínio Tomaz pliniotomaz@uol.com.br 15/09/08 
 
 1-4
1.3 Bibliografia e livros consultados 
-HAAN, C.T. et al. Design Hydrology and sedimentology for small catachments. Academic 
Press, 1994, 588páginas, ISBN 13:978-0-12-312340-4 
-PAPA, FABIAN et al. Detention time selection for stormwater quality control ponds. 
31/july/1999. Can. J. Civ. Eng. 26:72-82 (1999). 
-RINKER, 2004. Particle size distribution (PSD) in stormwater runoff. 
http://www.rinkermaterials.com/ProdsServices/downloads/InfoBriefs_Series/IS%20601%2
0Particle%20Size%20Distribution%20_PSD_%20in%20Stormwater%20Run.pdf 
-TOMAZ, PLINIO. Poluição Difusa. Navegar Editora, 2006. 
-USEPA. Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff quality. 
EPA 440/5-87-001 setembro 1986. Coordenado por Eugene D. Driscoll baseado n as 
pesquisas de Dominic M. DeToro e Mitchell Small. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 2- Vegetative 
biofilters. EPA/600/R-04/121A setembro 2004. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 3- Basin Best 
management practices. EPA/600/R-04/121B setembro 2004. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 1- General 
Considerations EPA/600/R-04/121 setembro 2004. 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 02- Remoção de sedimentos em bacias de retenção conforme EPA, 1986 
Engenheiro Plínio Tomaz pliniotomaz@uol.com.br 15/09/08 
 
 2-1
Capitulo 02-Remoção de sedimentos em bacias de retenção conforme EPA, 1986 
 
2.1 Introdução 
A bacia de retenção é aquela projetada para deter vazões de pico de enchentes e que tem 
um volume permanente denominado volume WQv para melhoria da qualidade das águas 
pluviais. Aplica-se também a casos semelhantes como as wetlands. 
Teremos constante o volume permanente WQv e um volume WQv temporário. 
 
2.2 Eficiência da remoção 
 A remoção de bacias de retenção são feitas em duas condições básicas. A primeira é 
a condição dinâmica, isto é, quando está chovendo e a segunda é quando não há chuvas e 
temos o intervalo entre as chuvas, sendo esta situação chamada de quiescente. 
 A remoção de sedimentos pode ser para uma tormenta como é comumente 
avaliado ou a longo prazo como é o exemplo da EPA, 1986 que iremos mostrar. 
 
2.3 Eficiência da remoção na condição dinâmica 
A condição dinâmica de sedimentação ocorre quando está chovendo na bacia. 
Para a eficiência vamos mostrar a conhecida equação de Fair e Geyer, 1954: 
R= 1 – [( 1+ Vs/ (n x Q/A)] –n 
Sendo: 
R= eficiência dinâmica da deposição para remoção de sólidos em suspensão (0 a 1) 
Vs=velocidade de sedimentação (m/h) 
n= fator de turbulência de Fair e Geyer, 1954 que mede o grau de turbulência ou curto 
circuito que tende a reduzir a eficiência da remoção de sólidos. Usualmente admitido n=3 
n=1 (condições pobres) 
n=3 (condições boas) 
n>5 (condições muito boa) 
Q=vazão no reservatório (m3/h) 
A= área da superfície do reservatório (m2) 
 
2.4 Eficiência devido as condições quiescentes 
No intervalos entre as chuvas que geralmente é de 3 a 4 dias estamos na condição 
quiescentes e a deposição de sólidos se processa de maneira diferente da condição 
turbulenta quando há chuvas.As chuvas possuem duração de 4h a 6h em média. 
A equação fundamental para as condições quiescentes è: 
Ω= Vs x A 
Sendo: 
Ω= taxa de remoção de sólidos (m3/h) 
Vs= velocidade de sedimentação de determinada partícula (m/h) 
A= área da superfície do reservatório permanente (m2) 
 
2.5 Combinação das condições turbulentas e quiescentes 
Podemos combinar as duas condições. 
 
 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 02- Remoção de sedimentos em bacias de retenção conforme EPA, 1986 
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 2-2
Exemplo 2.1- Exemplo adaptado da USEPA, 1986 
Em uma área residencial com 4ha, coeficiente de runoff C=Rv=0,25, queremos a eficiência 
de um reservatório de retenção (wet pond) com reservatório permanente e temporário com 
volume de 142m3 cada, profundidade média de 1,20m, área de superfície da represa de 
113m2 que tem 7,5m x 15m. 
 Também é fornecida os seguintes dados estatísticos: 
 
 Tabela 2.3- Dados estatísticos da região que se está estudando 
Parâmetros Valores Coeficiente de variação 
Precipitação média anual Volume V (mm) 13,5 1,44 
Intensidade de chuva I (mm/h) 2,18 1,31 
Duração da chuva D (h) 7,2h 1,09 
Intervalo Δ (h) 85h 1,00 
 
Média de precipitação que produzem runoff num determinado evento 
A base dos estudos da EPA, 1986 é obter usando a função gama a média da 
precipitação que produz runoff para um determinado evento proposto por DiToro e Smal in 
EPA, 1986. Assim é obtida a média e o coeficiente de variação. 
É um valor difícil de se obter, pois durante o ano temos época em que chove mais e 
outra em que chove menos, daí ser difícil de ser obter um valor médio, o tempo de duração 
médio de uma chuva, o intervalo entre as chuvas e a intensidade relativa aos dados obtidos 
e tudo com o seu coeficiente de variação. 
 
Coeficiente de variação 
O coeficiente de variação é um adimensional definido assim: 
Coeficiente de variação= desvio padrão/ média 
Nota: uma das grandes dificuldades deste método é obter os valores e coeficientes de 
variação que estão na Tabela (2.3) 
Estimamos para a Região Metropolitana de São Paulo- RMSP Tabela (2.4). 
 
Tabela 2.4- Dados estatísticos estimativos para a RMSP 
Parâmetros Valores Coeficiente de variação 
precipitação média Volume V (mm) 6,99 1,31 
Intensidade de chuva I (mm/h)* 1,75 1,14 
Duração da chuva D (h) * 4h 1,14 
Intervalo Δ (h) 65h (2,72dias) 1,23 
(*): estimativa 
 
Vamos estimar a redução de sólidos em suspensão TSS através de vários passos. 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 02- Remoção de sedimentos em bacias de retenção conforme EPA, 1986 
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 2-3
 
Primeiro passo: 
Usaremos as Figuras 2, 3, 4 e 8 do trabalho da EPA, 1986 e que conservaremos o 
nome original da figura e que serão colocadas abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
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 2-5
 
 
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 2-6
 
 
 
Segundo Passo 
Vamos calcular a vazão e, m3/h usando o método racional. 
QR= CIA 
QR= vazão de pico (m3/h) 
C= coeficiente de runoff= 0,25 
I= intensidade de chuva= 2,18mm/h 
A= área da bacia= 4ha x 10000m2 
 
QR= CIA 
QR= 0,25 x (2,18/1000)mm/h x 4x10000m2=21,8m3/h 
Admitiremos que o coeficiente de variação de QR seja CVq 
 CVq=1,31 
Cálculo de VR 
O volume médio de runoff VR é dado pela equação: 
VR= V x Rv x Área da bacia 
VR= (13,5mm/1000) x 0,25 x 4ha x 10000m2= 135m3 
 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 02- Remoção de sedimentos em bacias de retenção conforme EPA, 1986 
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 2-7
 
Terceiro Passo 
Trata-se do cálculo da remoção sob condições dinâmicas, isto é, quando está 
chovendo. 
QR/ A = 21,8m3/h/ 113m2= 0,19m/h (0,62 ft/h) 
 
Usando a Figura 8 que está no primeiro Passo, entraremos com o valor de Q/A 
=0,62 ft/h e acharemos para cada velocidade de sedimentação o valor da eficiência da 
remoção por sedimentação e teremos a Tabela (2.5). 
 
Tabela 2.5- Valores obtidos da Figura 8 que está no primeiro passo 
Velocidade de sedimentação ft/h RM (%) 
Obtido da Figura 8 
 
0,03 5 
0,3 40 
1,5 90 
7 100 
65 100 
 
Usando agora a Figura 2 para o cálculo da média de remoção RL. Estimamos que os 
valores de Z são de 100% para todas os tamanhos das frações e obteremos: 
 
Para RM=5 teremos 
Z= 100 
RM/Z= 5/100= 0,05 que corresponde a 5% 
Usando CNq=1,31 achamos na Figura 2 o valor RL=5% 
 
Para RM=40 teremos 
Z= 100 
RM/Z= 40/100= 0,40 que corresponde a 40% 
Usando CNq=1,31 achamos na Figura 2 o valor RL=23% 
 
Para RM=90 teremos 
Z= 100 
RM/Z= 90/100= 0,90 que corresponde a 90% 
Usando CNq=1,31 achamos na Figura 2 o valor RL=77% 
 
Para RM=100 teremos 
Z= 100 
RM/Z=100/100= 1,00 que corresponde a 100% 
Usando CNq=1,31 achamos na Figura 2 o valor RL=100% 
 
Teremos então a Tabela (2.6) 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 02- Remoção de sedimentos em bacias de retenção conforme EPA, 1986 
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 2-8
Tabela 2.6- Valores obtidos da Figura 8 que está no primeiro passo 
Velocidade de sedimentação 
ft/h 
RM (%) 
Obtido da Figura 8 
 
RL (%) 
Obtido da Figura 2 
0,03 5 5 
0,3 40 23 
1,5 90 77 
7 100 100 
65 100 100 
 
Portanto, a média de remoção dos sedimentos a longo prazo RL no regime 
turbulento será de 61%. 
(5+23+77+100+100)/5 = 61% 
A fração que não será removida será: 
fD= (100-61)/100= 0,39 
Quarto Passo 
Para as condições quiescentes, isto é, no intervalo entre as chuvas teremos: 
VB/VR= 142m3/ 135m2 
VR= 135m3 
VB=142m3 (volume do reservatório permanente do reservatório de detenção) 
Admitiremos CVv= 1,44 
A taxa de remoção de sólidos Ω é dada pela equação: 
Ω= Vs x A 
E= Δ x Ω/ VR 
Sendo: 
E= taxa de esvaziamento 
Δ= intervalo médio entre as chuvas= 85h 
VR=135m3 (runoff) 
 
Para a primeira fração do solo teremos: 
Ω= Vs x A 
Ω= 0,009m/h x 113m3=1,017m3/h 
 
E= Δ xΩ/ VR 
E= 85h x 1,017m3/h/ 135m3= 0,64 
Com o valor de E=0,64 entramos na Figura 4 e com VB/VR=1,04 achamos 
VE/VR=0,5. E assim por diante. 
Para E=6,4 e VB/VR=1,04 achamos VE/VR=1,04 
Colocando na Tabela (2.7) temos: 
 
 
 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 02- Remoção de sedimentos em bacias de retenção conforme EPA, 1986 
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 2-9
 
 Tabela 2.7-Valores de VE/VR 
 
Fração Ω 
(m3/h) 
 
E 
 
VE/VR 
Figura 4 
1 1,02 0,64 0,5 
2 10,17 6,40 1,0 
3 50,85 32,02 1,04 
4 237,30 149,41 1,04 
5 2203,50 1387,39 1,04 
 
Usando agora a Figura 3 com CVv=1,44 e com os valores de VE/VR achamos a 
Tabela (2.8). 
Tabela 2.8-Valores de VE/VR e % REM 
Fração VE/VR 
Figura 4 
% REM 
Figura 3 
1 0,5 35 
2 1,0 54 
3 1,04 56 
4 1,04 56 
5 1,04 56 
 
A média de remoção é: 
(35+54+56+56+56)/5= 51% 
A fração não removida é: 
fQ= (100- 51)/100= 0,49 
Quinto Passo 
Vamos combinar a remoção dinâmica e a condição quiescente e para isto vamos 
usar a fração que não foi removida. 
 
Fração não removida na condição quiescente= fQ= 0,49 
Fração não removida na condiçãodinâmica= fD=0,39 
Porcentagem removida= E= [1- (fQx fD)] x 100 
Porcentagem removida= E= [1- (0,49x 0,39)] x 100 
Porcentagem removida= E= [1- 0,19] x 100=81% 
 
Portanto, a remoção de sólidos em suspensão TSS do reservatório permanente da 
bacia de retenção é de 81%. 
Notemos que a remoção quiescente é maior que a dinâmica. 
 
2.5 Conclusão 
Haan et al, 1994 diz que a estimativa da eficiência de deposição de sedimentos da 
EPA, 1986 é grosseira servindo somente para uma aproximação do problema.
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 02- Remoção de sedimentos em bacias de retenção conforme EPA, 1986 
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 2-10
2.6 Bibliografia e livros consultados 
-AKAN A. OSMAN. Urban stormwater hydrology. 1993, 268páginas 
-HAAN, C.T. et al. Design Hydrology and sedimentology for small catchments. Academic 
Press, 1994, 588páginas, ISBN 13:978-0-12-312340-4 
-PAPA, FABIAN et al. Detention time selectiion for stormwater quality control ponds. 
31/july/1999. Can. J. Civ. Eng. 26:72-82 (1999). 
-TOMAZ, PLINIO. Poluição Difusa. Navegar Editora, 2006. 
-USEPA. Methodology for analysis of detention basins for controlo for urban runoff 
quality. EPA 440/5-87-001 setembro 1986. Coordenado por Eugene D. Driscoll baseado n 
as pesquisas de Dominic M. DeToro e Mitchell Small. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 2- Vegetative 
biofilters. EPA/600/R-04/121A setembro 2004. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 3- Basin Best 
management practices. EPA/600/R-04/121B setembro 2004. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 1- General 
Considerations EPA/600/R-04/121 setembro 2004. 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capitulo 03- Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme AKAN 
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 3-1
Capitulo 03-Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme Akan 
 
3.1 Introdução 
A bacia de detenção estendida é aquela projetada para deter vazões de pico de 
enchentes e para melhorar a qualidade das águas pluviais. O reservatório se enche e depois 
esvazia num tempo determinado pelo projetista ficando depois vazio. 
 
3.2- Baseado em Akan, 1993 
Determinar a eficiência da remoção de sólidos em suspensão TSS de um 
reservatório de detenção estendida com profundidade de 0,41m. A profundidade de 0,41m é 
a profundidade da água após período de 9h com 90% de saída do reservatório. 
Nota: observe que Akan considera que depois de 9h o volume no reservatório de detenção 
estendido tenha 90% do volume do reservatório. Este é um critério de Akan e não um 
critério geral. 
Vamos explicar as 6 colunas da Tabela (3.1). 
Coluna 1- fração de 1 a 5 conforme Usepa, 1986 
Coluna 2- Velocidade de sedimentação da Usepa, 1986 em m/h 
Coluna 3- Profundidade do reservatório de detenção estendido 
Coluna 4- tempo de detenção em horas calculado dividindo-se a profundidade do 
reservatório pela velocidade de sedimentação. 
Tempo de detenção (h)= 0,41m/ 0,009m/h= 45,56 h 
Coluna 5- considera-se que se deposita em 9h cerca de 90% dos sólidos e daí colocamos o 
valor 9h. 
Coluna 6- a fração removida para cada fração é obtida assim: 
Fração removida= 0,90 x 9h / 45,56h= 0,18 
Como o tempo de detenção é menor que 9h, então a fração removida é 0,90 para as demais 
frações. 
Tabela 3.1- Cálculos 
Fração Vs 
(m/h) 
Profundidade 
(m) 
Tempo 
de detenção 
 (h) 
90% tempo 
de detenção 
Fração 
removida 
(1) (2) (3) (4) (5) (6) 
1 0,009 0,41 45,56 9 0,18 
2 0,09 0,41 4,56 9 0,90 
3 0,45 0,41 0,91 9 0,90 
4 2,1 0,41 0,20 9 0,90 
5 19,5 0,41 0,02 9 0,90 
 Média= 0,76 
 Eficiência 
na remoção= 
75,56 
Na coluna 6 temos a media aritmética das frações removidas que é 0,7556, que 
corresponde a remoção de 75.56% que é a solução do problema. 
Observe-se a simplicidade para os cálculos, mesmo usando informações da Usepa, 
1986. 
 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capitulo 03- Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme AKAN 
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 3-2
Exemplo 3.1 
Determinar a eficiência da remoção de sólidos em suspensão TSS de um reservatório de 
detenção estendida com profundidade de 1,40m e o tempo de esvaziamento com tubulação 
de 0,30m é de 38horas. Considera-se que a fração removida seja de 90% conforme Akan 
quando o tempo de detenção for menor que 38horas que é o tempo de esvaziamento. 
Em resumo teremos uma eficiência 76,40% conforme Tabela (3.2). 
Tabela 3.2- Cálculos 
Fração Vs 
(m/h) 
Profundidade 
(m) 
Tempo de 
detenção (h) 
Tempo 
de esvaziamento 
Fração 
removida 
1 0,009 1,40 155,56 38 0,22 
2 0,09 1,40 15,56 38 0,90 
3 0,45 1,40 3,11 38 0,90 
4 2,1 1,40 0,67 38 0,90 
5 19,5 1,40 0,07 38 0,90 
 Média= 0,76 
 Eficiência 
na remoção= 76,40 
 
Para a primeira linha teremos: 
Fração= 0,9 x 38/155,56=0,22 
Para a segunda linha: 
Fração= 0,9 x tempo de esvaziamento/ tempo de detenção 
Fração = 0,9 x 38h/15,56h=2,2> 1. Portanto, a fração removida é 90% (0,90). 
Portanto, para as demais linhas a fração removida será 0,90. 
 
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Capitulo 03- Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme AKAN 
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 3-3
Exemplo 3.2 
Determinar a eficiência da remoção de sólidos em suspensão TSS de um reservatório de 
detenção seca (não é detenção estendida) com profundidade de 1,40m e o tempo de 
esvaziamento é de 1,58h. 
Em resumo teremos uma eficiência 47,15% conforme Tabela (3.5). 
 
Tabela 3.5- Cálculo do reservatório de detenção seco 
Fração Vs 
(m/h) 
Profundidade 
(m) 
Tempo de detenção 
(h) 
Tempo de esvaziamento 
(h) 
Fração removida 
1 0,009 1,40 155,56 1,58 0,01 
2 0,09 1,40 15,56 1,58 0,09 
3 0,45 1,40 3,11 1,58 0,46 
4 2,1 1,40 0,67 1,58 0,90 
5 19,5 1,40 0,07 1,58 0,90 
 Media= 0,47 
 Eficiência na remoção= 47,15 
 
Exemplo 3.3 
Determinar a eficiência da remoção de sólidos em suspensão TSS de um reservatório de 
detenção estendida com profundidade de 1,40m e o tempo de esvaziamento é de 24,0h. 
Em resumo teremos uma eficiência 74,78% conforme Tabela (3.6). 
 
Tabela 3.6- Cálculo do reservatório de detenção estendido 
Fração Vs 
(m/h) 
Profundidade 
(m) 
Tempo de detenção 
(h) 
Tempo de esvaziamento 
(h) 
Fração removida 
1 0,009 1,40 155,56 24 0,14 
2 0,09 1,40 15,56 24 0,90 
3 0,45 1,40 3,11 24 0,90 
4 2,1 1,40 0,67 24 0,90 
5 19,5 1,40 0,07 24 0,90 
 Media= 0,75 
 Eficiência na remoção= 74,78 
 
Comparando-se a eficiência de remoção de sólidos em suspensão TSS do 
reservatório de detenção seco e estendido podemos ver que a eficiência que era de 47,15% 
no reservatório de detenção seco, passará para eficiência de remoção de 74,78% no 
reservatório de detenção estendido em detenção das águas pluviais de 24h.
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Capitulo 03- Remoção de sedimentos em bacias de detenção estendida conforme AKAN 
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 3-4
3.3 Bibliografia e livros consultados 
-AKAN A. OSMAN. Urban stormwater hydrology. 1993, 268páginas 
-HAAN, C.T. et al. Design Hydrology and sedimentology for small catchments. Academic 
Press, 1994, 588páginas, ISBN 13:978-0-12-312340-4 
-PAPA, FABIAN et al. Detention time selection for stormwater quality control ponds. 
31/july/1999. Can. J. Civ. Eng. 26:72-82 (1999). 
-TOMAZ, PLINIO. Poluição Difusa. Navegar Editora, 2006. 
-USEPA. Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff quality. 
EPA 440/5-87-001 setembro 1986. Coordenado por Eugene D. Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M. DeToro e Mitchell Small. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 2- Vegetative 
biofilters. EPA/600/R-04/121A setembro 2004. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 3- Basin Best 
management practices. EPA/600/R-04/121B setembro 2004. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 1- General 
Considerations EPA/600/R-04/121 setembro 2004. 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 04- Remoção de sedimentos em bacias de detenção seca conforme EPA, 2004 
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 4-1
Capitulo 04-Remoção de sedimentos em bacias de detenção seca conforme EPA, 2004 
 
4.1 Introdução 
A bacia de detenção seca é aquela projetada para deter vazões de pico de enchentes. 
Embora o tempo de detenção seja de algumas horas, sempre irá ser detido sedimentos como 
acontece com o piscinão do Pacaembu em São Paulo. 
 
4.2- Baseado na EPA, 2004 
Calcular a eficiência de uma bacia de detenção seca de uma área residencial com 
8ha e área permeável de 7,2ha e área impermeável de 0,8ha. A superfície do lago 
As=0,48ha e a vazão de pico na saída é 0,75m3/s. Área impermeável =0,10 (10%). Tempo 
de residência igual a 1,69h. Tr=10anos. Volume Smax= 4562m3. 
Td= Smax/ qout 
Sendo: 
Td= tempo de residência (h) 
Smax= volume do reservatório de detenção seca (m3) 
Qout= vazão de saída (m3/s) para situação do pré-desenvolvimento 
Ou também podemos fazer. 
Td= D/Vc=0,95m/0,0001563=6078s= 1,69h 
Sendo: 
Td= tempo de residência (h) 
D= profundidade (m) 
Vc= velocidade de overflow (m/s) 
 D= Smax/ As= 4562m3/(0,48x10000)=0,95m 
 Vc= Qout/ As=0,75m3/s/ (0,48x10000=0,0001563m/s 
Sendo: 
As= área da superfície da represa (m2) 
Qout= vazão de saída (m3/s) 
 
Na Tabela (4.1) estão os dados bases do problema. Nela constam os diâmetros das 
frações da argila, silte, areia, agregados pequenos e agregados grandes. Assim o diâmetro 
médio da argila é 0,002mm, a do silte é 0,010mm e assim por diante. 
As velocidades médias de sedimentação conforme EPA, 2004 estão em m/s. 
Nela também estão as densidades específicas da argila, silte e areia que é 2,65 e 1,80 
para agregados pequenos e 1,60 para agregados grandes. 
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Capítulo 04- Remoção de sedimentos em bacias de detenção seca conforme EPA, 2004 
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 4-2
 
Tabela 4.1- Partículas, porcentagens de massas e velocidade de sedimentação nos 
Estados Unidos conforme Foster El al, 1985 in Haan, et al, 1994. 
Classe Diâmetro 
(mm) 
Densidade Velocidade 
 Sedimentação 
 (m/s) 
Argila primária (cl)- clay Dcl=0,002 2,65 3,36E-07 
Silte primário (si)-silte Dsi=0,010 2,65 8,43E-05 
Areia primária (sa)- sand Das=0,200 2,65 1,91E-02 
Agregado pequeno (sg) Dsg=0,030 para Ocl<0,25 1,80 4,68E-04 
Agregado pequeno (sg) Dsg=0,2 (Ocl-0,25)+0,030 para 0,25≤ Ocl ≤0,6 1,80 4,68E-04 
Agregado pequeno (sg) Dsg=0,100 para Ocl>0,60 1,80 4,68E-04 
Agregado grande (Lg) DLg=0,300 para Ocl≤ 0,15 1,60 2,04E-02 
Agregado grande (Lg) DLg=2 xOcl para Ocl ≥ 0,15 1,60 2,04E-02 
Soma 
 
Na Tabela (4.2) estão a textura do solo no exemplo, que tem fração de 0,1 para argila, 
0,2 para silte e 0,8 para areia totalizando a unidade 1,0. Para cada caso que temos que 
analisar, usaremos os valores médios achados na bacia em estudo. 
Tabela 4.2- Valores encontrados nas águas pluviais 
Classe Textura do solo do local 
(fornecido para o exemplo) 
Argila (Ocl) 0,1 
Silte (Osi) 0,2 
Areia (Osa) 0,7 
Total= 1,0 
 
A Tabela (4.3) apresenta a fração de sedimentos considerando a fração de solo, 
podemos calcular a fração de sedimento conforme mostrado. Assim o valor FcL pode ser 
calculado assim: 
 FcL=0,26x OcL= 0,26 x 0,1=0,026 
 
 Tabela 4.3-Fração de sedimentos por classes de solo 
Classe Exemplo 
Fração 
 textura do solo 
(mm) 
As equações CREAMS da fração de sedimento 
Conforme Foster el al, 1985 in Han, et al 1994 
 
 
Fração da área 
permeável 
Argila primária (cL)- clay OcL=0,10 FcL=0,26xOcL=0,26 x 0,1 0,026 
Silte primário (si)-silte Osi=0,20 Fsi=Osi - Fsg=0,2-0,18 0,020 
Areia primária (sa)- sand Osa=0,70 Fsa=Osa (1-Ocl)5=0,7(1-0,1)5 0,413 
Agregado pequeno (sg) Fsg=1,8 Od=1,8 (0,1) para Ocl<0,25 0,180 
Agregado pequeno (sg) Fsg=0,6 Ocl para Ocl>0,50 
Agregado pequeno (sg) Fsg=0,45-0,6 (Ocl -0,25) para 0,25 ≤ Ocl ≤ 0,50 
Agregado grande (Lg) FLg=1-FcL-Fsi-Fsa-Fsg=1-0,026-0,020-0,413-0,18 0,361 
Soma Total= 1,000 
 
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 4-3
Conforme Haan, et al 1995 as frações de areia, silte e argila são calculada sabendo que as 
partículas de agregados grandes correspondem a partículas de areia e de pequenos 
agregados correspondem ao silte desta maneira: 
Fração de areia= FLg+ Fsa=0,361+0,413=0,774 
Fração de silte= Fsg+Fsi=0,18+0,020=0,2 
Fração de argila= 0,026 
Total será igual a 1. 
Na Tabela (4.4) estão as classes: argila, silte, areia, agregados pequenos e agregados 
grandes. Na coluna 2 estão as frações da área permeável já calculado na Tabela (4.3). 
Na coluna 2 estão as frações da área impermeável estimado pela EPA, 2004. 
Na coluna 4 estão a fração total da bacia considerando a fração de área impermeável 
AI=0,10 e aplicando a equação podemos obter todos as linhas que são 0,0494; 0,0730 etc 
totalizando 1,00. 
 
Tabela 4.4-Fração de sedimentos por classes de solo (continuação) sendo AI a fração 
da área impermeável da bacia 
Classe Fração da 
área 
Permeável 
(calculado) 
Fração de área impermeável 
Estimado pela EPA, 2004 
 
Fração total na bacia 
(1-AI)x(2)+(3)xAI 
 
Eficiência 
(1) (2) (3) (4) (5) 
Argila primária (cl)- clay 0,026 0,26 0,0494 0,002 
Silte primário (si)-silte 0,020 0,55 0,0730 0,391 
Areia primária (sa)- sand 0,413 0,19 0,3910 1,000 
Agregado pequeno (sg) 0,180 0,00 0,1620 0,880 
Agregado grande (Lg) 0,361 0,00 0,3246 1,000 
Soma 1,000 1,00 1,00 0,89 
 
O cálculo da eficiência está na Coluna 5 
Vc= Qout/ As 
Qout= 0,75m3/s 
As= 0,48ha x 10000m2 
Vc= Qout/ As= 0,75/(0,48x10000)=0,00015625 
 
Eficiência da remoção 
Para a eficiência vamos mostrar a conhecida equação de Fair e Geyer, 1954 para as 
condições dinâmicas. 
η= 1 – [( 1+ Vs/ (n x Q/A)] –n 
Sendo: 
η= eficiência dinâmica da deposição para remoção de sólidos em suspensão 
Vs=velocidade de sedimentação (m/h) 
n= fator de turbulência de Fair e Geyer, 1954 sendo usualmente admitido n=3 para “boa 
performance” 
Q=vazão no reservatório (m3/h) 
A= área da superfície do reservatório (m2) 
 
 
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 4-4
Adotando n=3 
η= 1 – [( 1+ Vs/ (n x Q/A)] –n 
Q/A=0,00015625 
η= 1 – [( 1+ 0,000000336/ (3 x 0,00015625] –3 
 η= 0,002 
Na Tabela (4.5) temos a eficiência na coluna 1. 
Na coluna 2 temos a fração de argila 1,0 e na fração de silte e areia não 
temos nenhuma fração da argila e devido a isto consta o valor zero. 
Pode existir argila nos agregados pequenos e agregados grandes que são 
calculados conforme as equações que constam da Tabela (4.5). 
Para a área impermeável temos somente o valor 1,00 para a argila. 
Na coluna 4 para o total da bacia temos 1,00 para a argila e o cálculo para o 
total da bacia que é 0,296. 
 
Tabela 4.5- Frações de argila em classes conforme EPA, 2004 
Eficiência TE Área permeável Área impermeável Total da bacia 
(1) (2) (3) (4) 
0,002 1,000 1,00 1,00 
0,391 0,0000,00 0,00 
1,000 0,000 0,00 0,00 
0,880 Ocl/(Ocl+Osi)=0,1/(0,1+0,2)=0,333 0,00 7,2hax0,33/8ha=0,296
1,000 Ocl-Fcl-Fsg x CFsg=0,1-0,0494-0,1620*0,33
Se <0 colocar 0 
 
0,0 
 
0,0 
0,89 
 
Na Tabela (4.6) começam os cálculos da massa de TSS que pode ser de duas 
maneiras. A primeira maneira é a descarregada, isto é, aquela que não é depositada e depois 
temos a massa de sólidos totais em suspensão TSS que é depositada na bacia. 
 
 Tabela 4.6- Massa descarregada e massa removida 
Md- massa descarregada 
(kg) 
Mt massa depositada 
(kg) 
Mcp. T Mcp, D 
(1) (2) (3) (4) 
68,371 0,147 0,147 68,371 
61,650 39,602 0,000 0,000 
0,000 542,332 0,000 0,000 
26,963 197,732 59,320 8,089 
0,000 450,211 0,000 0,000 
156,984 1230,024 59,4667 76,4601 
 135,927 
 
Método simples de Schueler 
Para o cálculo da carga total de TSS, usaremos o Método Simples de Schueler, 
1987, que é muito usado nos Estados Unidos. 
 
Massa total Yt= 0,01 x P x 0,9 x Rv x C x A 
P=800mm (precipitação média anual) 
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 4-5
0,9= consideramos que somente 0,90 produz runoff 
AI= 10% 
Rv= 0,05+0,009 x AI= 0,14 (coeficiente volumétrico) 
C=172mg/L (adotado para bacia em áreas residenciais médias para TSS) 
A=8ha (área total da bacia) 
Massa total Yt= 0,01 x P x 0,9 x Rv x C x A 
Massa total Yt= 0,01 x 800 x 0,9 x 0,14 x 172 x 8=1387kg 
 
Massa descarregada= Yt x (1-AI) fração de sedimentos na bacia 
AI=0,1 
Massa descarregada= 1387kg x (1-0,1) x 0,0494=68,371 kg 
Coluna 4 da Tabela (4.4) temos o valor na primeira linha 0,0494 
Massa depositada no reservatório = Yt x eficiência x fração de sedimentos na bacia 
Massa depositada no reservatório= 1387kg x 0,002 x 0,0494=0,147 
 
Mcp, t= massa depositada x fração total da bacia (coluna 4 da Tabela (4.5)) 
Mcp,t = 0,147 x 1,0= 0,147 
Mcp,d= massa descarregada x fração total da bacia 
Mcp,d= 68,4 x 1,00= 68,4 
 
Eficiência = 1230kg/ (1230kg + 157kg)= 0,89 
Portanto, foram retidos 89% de sólidos em suspensão TSS 
 
Nitrogênio e Fósforo 
Usando o método simples de Schueler, 10987 para os nutrientes nitrogênio e 
fósforo. Admitimos que a quantidade de nitrogênio na bacia seja de 1,88 mg/L e de fósforo 
0,4mg/L 
 
Nitrogênio total =0,01 x P x 0,9 x Rv x C x A 
Nitrogênio total =0,01 x 800mm x 0,9 x 0,15 x 1,88 x 8ha=15,16 kg/ano 
 
Fósforo total =0,01 x P x 0,9 x Rv x C x A 
Fósforo total =0,01 x 800mm x 0,9 x 0,15 x 0,4 x8 ha=3,23kg/ano 
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 4-6
 
 Tabela 4.8- Remoção de nutrientes como fósforo total e nitrogênio total 
0,0349 sedimentável 0,0074 
Nitrogênio 
depositada 
Nitrogênio 
descartado 
Nitrogênio total 
decantado 
Fósforo 
depositada 
Fósforo 
descartado 
Fósforo total 
decantado 
0,005 2,385 2,39 0,00 0,51 0,51 
0,000 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 
0,000 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 
2,299 0,314 2,61 0,49 0,07 0,56 
0,000 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 
2,304 2,699 5,00 0,49 0,57 1,06 
 
 Eficiência na remoção do nitrogênio: Eficiência na remoção do fósforo:
 15 15 
 
Coeficiente de nitrogênio= 0,33 x Nitrogênio total na bacia/ (Mcp,t+McpD)= 
= 0,33 x 15,16/ (66,06+77,36)= 0,0349 
 
Idem para o fósforo 
Coeficiente de fósforo= 0,33 x fósforo total na bacia/ (Mcp,t+McpD)= 
= 0,33 x 3,23/ (66,06+77,36)= 0,0074 
 
 
Nitrogênio depositada= coeficiente de nitrogênio x Mcp,t 
Nitrogênio depositada= 0,0349 x 0,15=0,05 kg 
 
Nitrogênio descartado= coeficiente de nitrogênio x Mcp, d 
Nitrogênio descartado= 0,0349 x 68,37=2,385lg 
 
Idem para o fósforo 
 
Eficiência na remoção do nitrogênio= 2,304kgx 100/15,16 = 15% 
 
Idem para o fósforo 
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 4-7
 
Exemplo 4.1- Piscinão do Pacaembu, São Paulo 
Para este exemplo vamos supor que estamos querendo saber qual a remoção de sedimentos 
TSS do reservatório de detenção do Pacaembu localizado em São Paulo na Praça Charles 
Muller e que foi construído em 1992 com os seguintes dados: 
Área de drenagem 222ha 
Área impermeável= 55% 
Tempo de concentração= 15min 
Período de retorno= 25anos 
Método de cálculo: Santa Bárbara 
Volume do reservatório= 74.000m3 
Área de superfície= 15.000m2 
Profundidade útil= 5,60m 
Vazão de saída= 13m3/s 
Escoamento por gravidade com orifício de 1,00m x 0,50m 
Vazão de pico que entra no reservatório de detenção: 43m3/s 
Nota: mais detalhes ver livro Tomaz, 2002 sobre Cálculos Hidrológicos e Hidráulicos para 
obras municipais. 
Como não temos dados supomos os mesmos da Tabela (4.2) usado pela EPA, 2004. 
 
Tabela 4.9- Cálculos de remoção de TSS, nitrogênio e fósforo do piscinão do 
Pacaembu 
 Fcl Fi 
Classe Fração de 
sedimentos 
da área 
 permeável 
 
Diâmetro 
(mm) 
 
Densidade 
Velocidade 
Sedimentação 
 (m/s) 
Fração de 
sedimentos 
da área 
impermeável 
Fração de 
Sedimentos 
 total na bacia 
Argila primária (cl)- clay 0,026 0,002 2,65 0,000000336 0,26 0,1547 
Silte primário (si)-silte 0,020 0,010 2,65 0,000084300 0,55 0,3115 
Areia primária (sa)- sand 0,413 0,200 2,65 0,019080000 0,19 0,2905 
Agregado pequeno (sg) 
 small aggregate 
0,180 0,030 1,80 0,000468000 0,00 0,0810 
Agregado grande (Lg) 
 large aggregate 
0,361 0,300 1,60 0,020370000 0,00 0,1623 
Soma 1,000 1,00 1,0000 
 Estimado 
 por 
Driscoll, 1986 
 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 04- Remoção de sedimentos em bacias de detenção seca conforme EPA, 2004 
Engenheiro Plínio Tomaz pliniotomaz@uol.com.br 16/09/08 
 
 4-8
 
Tabela 4.10- Cálculos de remoção de TSS, nitrogênio e fósforo do piscinão do 
Pacaembu 
Tei Fração de 
TSS de argila 
 Kg kg 
Eficiência TE área permeável área 
impermeável 
Total 
bacia 
Md- massa 
descarregada 
Mt massa 
depositada 
Mcp. 
 depositada 
0,000 1,000 1,00 1,00 41996,24 16,28 16,28 
0,091 0,000 0,00 0,00 76872,92 7722,43 0,00 
0,998 0,000 0,00 0,00 136,08 78757,40 0,00 
0,391 0,333 0,00 0,150 13388,36 8609,14 1291,37 
0,999 0,000 0,00 0,000 63,92 44011,38 0,00 
0,51 132458 139117 1307,66 
Eficiência 45312,15 
Eficiência na remoção de TSS 
51 
 
 
Tabela 4.11- Cálculos de remoção de TSS, nitrogênio e fósforo do piscinão do 
Pacaembu 
 0,0216 sedimentável 0,0046 
Mcp, D Nitrogênio 
depositada 
Nitrogênio 
descartado 
Nitrogênio 
total decantado 
Fósforo 
depositada 
Fósforo 
descartado 
Fósforo 
total decantado 
41996,24 0,352 907,878 908,23 0,07 193,17 193,24 
0,00 0,000 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 
0,00 0,000 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 
2008,25 27,917 43,415 71,33 5,94 9,24 15,18 
0,00 0,000 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 
44004,49 28,269 951,293 979,56 6,01 202,40 208,42 
 
 Eficiência na remoção do nitrogênio: Eficiência na remoção do fósforo:
 
 
Tabela 4.11- Cálculo de TSS segundo método simples de Schueler 
 Total anual 
em kg 
Tabela utilizada (mg/L) Método de cálculo 
TSS (kg) 271.574 Tabela (mg/L) 172 Método Simples de Shueller
Nitrogênio (kg)= 2.968,37 Tabela (mg/L) 1,88 Método Simples de Shueller
Fósforo (kg)= 631,57 Tabela (mg/L) 0,4 Método Simples de Shueller
 
Tabela 4.12- Cálculos do tempo de residência e de Vc 
Vc=qout / As = 0,000866667m/s 
Volume do piscinão 
(m3)=Smax= 
74000m3 
Qsaida (m3/s)= 13,0m3/s 
Profundidade (m) D=Smax/As= 4,93mTempo de residência (h)= 1,58h 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 04- Remoção de sedimentos em bacias de detenção seca conforme EPA, 2004 
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 4-9
 
Conforme Tabela (4.11) anualmente entrarão no reservatório de detenção de 
74.000m3 271.574 kg de TSS, 2,968,37kg de nitrogênio total e 631,57 kg de fósforo total. 
Do total de TSS somente será depositado 51% de 271.574 ou seja, 139.117kg. 
 No que se refere ao fósforo total e nitrogênio total somente serão retidos no 
reservatório 0,95%, que é muito pouco. Caso a detenção fosse de 24h ao invés 1,58 horas 
conforme Tabela (4.12) teríamos maior retenção de TSS bem como de NP e PT. 
 
 
 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 04- Remoção de sedimentos em bacias de detenção seca conforme EPA, 2004 
Engenheiro Plínio Tomaz pliniotomaz@uol.com.br 16/09/08 
 
 4-10
4.3 Bibliografia e livros consultados 
-HAAN, C.T. et al. Design Hydrology and sedimentology for small caachments. Academic 
Press, 1994, 588páginas, ISBN 13:978-0-12-312340-4 
-PAPA, FABIAN et al. Detention time selectiion for stormwater quality control ponds. 
31/july/1999. Can. J. Civ. Eng. 26:72-82 (1999). 
-TOMAZ, PLINIO. Poluição Difusa. Navegar Editora, 2006. 
-USEPA. Methodology for analysis of detention basins for controlo for urban runoff 
quality. EPA 440/5-87-001 setembro 1986. Coordenado por Eugene D. Driscoll baseado n 
as pesquisas de Dominic M. DeToro e Mitchell Small. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 2- Vegetative 
biofilters. EPA/600/R-04/121A setembro 2004. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 3- Basin Best 
management practices. EPA/600/R-04/121B setembro 2004. 
-USEPA. Stormwater Best management practice design guide. Volume 1- General 
Considerations EPA/600/R-04/121 setembro 2004. 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 05- Método RUSLE (equação revisada universal de perda de solo) 
Engenheiro Plínio Tomaz 16 de setembro de 2008 pliniotomaz@uol.com 
 
 
 5-1
Capítulo 5- Método RUSLE (equação revisada universal de perda de solo) 
 
5.1 Introdução 
O modelo mais conhecido para estimar a perda do solo pela erosão hídrica é o USLE, que foi 
desenvolvido por Wischmeier e Smith em 1965. Conforme Paiva, 2001 o maior propósito da Equação 
USLE é servir como guia sistemático no planejamento da conservação do solo. Posteriormente foi 
modificado o método de USLE sendo criado o método de RUSLE que será apresentado. 
A Equação da RUSLE é: 
 A= R. K. L S. C . P 
Sendo: 
A= perda anual de solo do solo (ton/ha/ano) devido ao escoamento superficial; 
R= fator de erosividade. No Estado de São Paulo R varia de 575 a 800 MJ/ha/(mm/h) 
K= fator de erodibilidade que varia de 0,03 a 0,79 ton/MJ/ha/(mm/h). 
LS= fator de declividade e comprimento de encosta (adimensional) 
C= fator de prática de cultura variando de 0,001 a 1,0 (adimensional) 
P= fator de pratica de cultura contra erosão que varia de 0,3 a 1,0 (adimensional) 
 
5.2 Fator de erosividade R 
R= fator de erosividade da chuva (MJ/ha)/(mm/h). Existe um mapa de isoerosividade do 
Estado de São Paulo onde aparecem os valores de R, conforme a Figura (5.1). 
Para Guarulhos R= 675(MJ/ha)/(mm/h). 
 
Figura 5.1 - Curva de isoerosividade R do Estado de São Paulo em MJ/ha/(mm/h) 
Fonte: Bertoni & Lombardi Neto, 1985 in Righeto, 1998 
 
 
O fator de erosividade da chuva R é um número índice que representa o potencial de chuva e 
enxurrada para provocar erosão em uma área sem proteção. A perda de solo provocada por chuvas 
numa área cultivada é diretamente proporcional ao produto da energia cinética da chuva pela sua 
intensidade máxima em 30minutos. Esse produto é denominado de índice de erosão (EI30). A média 
dos valores anuais de EI30 de um longo período de tempo (mais de vinte anos) é o valor do fator de 
erosividade da chuva R. 
O valor R pode ser calculado com dados de pluviômetros, segundo modelo proposto por 
Lombardi Neto & Moldehauer, 1992 citados por Rufino, 1986 (Paiva et al, XIII Simpósio Brasileiro 
de Recursos Hídricos). 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 05- Método RUSLE (equação revisada universal de perda de solo) 
Engenheiro Plínio Tomaz 16 de setembro de 2008 pliniotomaz@uol.com 
 
 
 5-2
A Equação foi desenvolvida em Campinas (SP) com objetivo de estimar a energia cinética. 
(Carvalho,1994) in Oliveira et al, no XIII Congresso Brasileiro de Recursos Hídricos). 
(EI)= 6,886 x (Pm2/ P) 0,85 
 
Sendo: 
P= precipitação média anual (mm) 
Pm= precipitação média mensal (mm) 
(EI)= média mensal do índice de erosão em MJ.mm/h.ha 
R= Σ(EI) 
 
Exemplo 5.1 
Para a cidade de Campos do Jordão valor achado de R=865 MJ/ha/(mm/h conforme Tabela (5.1) 
 
Tabela 5.1 - Média mensal de energia de erosão EI da cidade de Campos do Jordão 
Meses 
 
 
Precipitação média mensal 
(mm) 
 
Média mensal de 
energia de erosão 
EI 
MJ.mm/h.ha 
Jan 307 201 
Fev 239 131 
Mar 207 103 
Abr 102 31 
Mai 87 24 
Jun 49 9 
Jul 39 6 
Ago 36 5 
Set 93 26 
Out 146 57 
Nov 170 74 
Dez 303 197 
Total 1778 864 
 
5.3 Fator de erodibilidade do solo K 
Conforme Righetto, 1998 o fator de erodibilidade do solo K é a taxa de perda do solo por 
unidade de erosividade da chuva para um local de referência, correspondente a um determinado solo 
e a uma área de encosta de comprimento igual a 22,1m e declive uniforme de 9%. 
K= fator de erodibilidade do solo (ton/MJ)/(mm/h). É necessário a percentagem de areia e 
percentagem de silte e de matéria orgânica para se achar o valor de erodibilidade K. 
Há vários métodos para se achar o valor de K. Um deles é consultar a Tabela (5.2), 
observando que com o aumento da matéria orgânica diminui o fator de erodibilidade do solo. Não se 
recomenda a extrapolação para valores da quantidade de matéria orgânica maior que 4%. 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 05- Método RUSLE (equação revisada universal de perda de solo) 
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 5-3
Tabela 5.2 - Fator de erodibilidade K do solo (ton/MJ/ha)/(mm/h) 
Quantidade de matéria orgânica Ordem 
 
Classe de textura 
 < 0,5% 2% 4%
1 Solo arenoso 0,07 0,04 0,03
2 Solo arenoso fino 0,21 0,18 0,13
3 Solo arenoso muito fino 0,55 0,48 0,37
4 Franco arenoso 0,16 0,13 0,11
5 Franco fino arenoso 0,32 0,26 0,21
6 Franco muito fino arenoso 0,58 0,50 0,40
7 Franco arenoso 0,36 0,32 0,25
8 Franco arenoso fino 0,46 0,40 0,32
9 Franco arenoso muito fino 0,62 0,54 0,44
10 Franco 0,50 0,45 0,38
11 Franco siltoso 0,63 0,55 0,44
12 Silte 0,79 0,69 0,55
13 Franco argilosa arenosa 0,36 0,33 0,28
14 Franco argiloso 0,37 0,33 0,28
15 Franco argiloso siltoso 0,49 0,42 0,34
16 Areia argilosa 0,20 0,17 0,34
17 Silte argiloso 0,33 0,30 0,25
18 Argila 0,17 a 0,38 
 Fonte: Wanielista, 1978 in Mays, 2001 
 Nota: foi multiplicado o valor de K nas unidades inglesas por 1,32 conforme p. 15.74 do livro Stormwater Collection Systems 
Design Handbook de Larry Mays, 2001. 
 
Conforme Jones, et al o valor de K representa a susceptibilidade do solo a erosão e a 
quantidade de runoff. A textura do solo, a matéria orgânica, a estrutura e a permeabilidade 
determinam a erodibilidade de um solo em particular. Os valores K podem ser apresentados na 
Tabela (5.3). 
 
Tabela 5.3- Valores de K de acordo com o tipo de solo 
Tipo de solo Erodibilidade Valor de K 
Solo com textura fina ou solo 
com muita argila 
Baixa 0,05 a 0,15 
Solo com textura media ou solo 
arenoso 
Baixa 0,905 a 0,20 
Solo com textura media ou solo 
franco 
Moderada 0,25 a0,45 
Solo com alto teor de silte Alta 0,45 a 0,65 
 
Exemplo 5.2 
Achar o valor de K para campos do Jordãopara solo com textura fina 
Como a erodibilidade é baixa estimamos o valor de K=0,11. 
 
5.4 Fator topográfico LS. 
O fator topográfico (LS) combina dois fatores: L função do comprimento da rampa e S função 
da declividade média. O produto (LS), conforme Righetto, 1998 é fornecido pela Equação de 
Bertoni: 
(LS)= 0,00984 . S 1,18 . Lx 0,63 
Sendo: 
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Capítulo 05- Método RUSLE (equação revisada universal de perda de solo) 
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 5-4
(LS)= fator topográfico 
S= declividade média da encosta (%) sendo: S ≤ 35% 
Lx= comprimento da rampa (m) sendo: 10m ≤ L≤ 180m 
Não há precisão nos cálculos quando a rampa tiver mais que 180m ou quando a declividade da 
rampa for maior que 35%. 
 
Exemplo 5.3 
Calcular LS para Campos do Jordão com L=50m e S=15%. 
(LS)= 0,00984 . S 1,18 . Lx 0,63 
(LS)= 0,00984 . 15 1,18 . 50 0,63= 2,83 
 
5.5 C= fator de práticas de cultura. 
 Quando foi feito o USLE foi somente para culturas de plantações. Depois foi expandido para 
outras áreas como de mineração. 
Acha-se “C” usando a Tabela (5.4): 
Tabela 5.4 - Fator de práticas do uso da terra 
Uso geral da terra C 
Plantações 0,080 
Florestas virgens (C tende a 0,001) 0,0001 
Pastagens 0,010 
Vegetação natural 0,100 
Florestas 0,005 
Agricultura de Café 0,200 
Terras urbanas 0,010 
Área desnuda (C tende 1,00) e Outros 1,000 
Áreas Urbanas (Fernandes e Araújo XIII Simpósio Brasileiro de 
Recursos Hídricos - Açude Acarape, Ceará) 
 
0,030 
Gramados (4,5 ton/ha x ano) 0,001 
 
Observar que quando temos solo gramado, o valor da C da pratica de cultura é 0,001, que é 
um valor baixo o que mostra que os gramados funcionam muito bem contra a erosão dos solos. 
 
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Capítulo 05- Método RUSLE (equação revisada universal de perda de solo) 
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 5-5
Exemplo 5.4 
Estimar o valor de C para Campos do Jordão para gramado 
Estimamos para gramado C=0,001 
 
5.6 P= fator de prática contra a erosão. 
Conforme Righeto, 1998 as práticas de conservação do solo podem reduzir enormemente a 
perdas do solo: técnicas de terraceamento, faixas de contorno niveladas e cordões de vegetação 
permanente devem ser utilizados no manejo dos solo sujeitos a fortes erosões. As Tabelas (5.5) e 
(5.6) mostras valores de P. 
Tabela 5.5 - Fator de práticas contra erosão 
Uso geral da terra P 
Plantações 0,5 
Pastagens 1,0 
Florestas 1,0 
Terras urbanas 1,0 
Outros 1,3 
 Fonte: Wanielista, 1978 in Mays, 2001. 
 
Tabela 5.6- Valores de P para alguns tipos de manejo do solo 
Inclinação do terreno (%) 
Tipo de manejo 2 a 7 8 a 12 13 a 18 19 a 24 
Plantio morro abaixo 1,0 1,0 1,0 1,0 
Faixas niveladas 0,50 0,60 0,80 0,90 
Cordões de vegetação permanente 0,25 0,30 0,40 0,45 
Terraceamento 0,10 0,12 0,16 0,18 
Fonte: Righeto, 1998 
 
Exemplo 5.5 
Estimar o valor de P para Campos do Jordão para gramado 
Estimamos para gramado P=0,5 
 
Exemplo 5.5 
Calcular o valor da perda de solo anual para Campos do Jordão usando a equação revisada da perda 
de solo (RUSLE); 
A= R. K. L S. C . P 
R= 864 
K=0,11 
LS=2,83 
C= 0,001 
P=0,5 
A= 864x 0,11x 2,83x0,001x 0,5=0,13 ton/ha xano 
Portanto, a perda de solo no gramado será de 0,13 ton/ha x ano. 
 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 05- Método RUSLE (equação revisada universal de perda de solo) 
Engenheiro Plínio Tomaz 16 de setembro de 2008 pliniotomaz@uol.com 
 
 
 5-6
Tabela 5.7- Perda de solo por erosão anual pelo método do RUSLE 
Uso do solo Área de jardins 
(ha) 
Perda do solo por erosão 
(ton/ha x ano) 
kg 
Áreas residenciais, escolas, comercio e 
industrial 
384 0,13 51563 
Parques 250 0,13 33570 
 Total= 85.133 
 
Teremos uma perda anual de solo do gramado de 85.133kg/ano 
 
Exemplo 5.6 
Calcular a carga total 
Colocando-se na Tabela (5.8) o resumo geral teremos: 
 
Tabela 5.8- Resumo 
Resumo geral Total parcial
(kg) 
Porcentagem 
Lixo e sólidos flutuantes 45.677kg 23% 
Poeira e sujeira nas ruas 69.060kg 35% 
Erosão do solo pelo RUSLE 85.133kg 42% 
 199.870kg 100% 
Área total=1000ha 0,2ton/ha 
 
Conforme Tabela (5.8) a carga total anual de sólidos carregados pelas chuvas é de 199.870kg 
observando que a erosão do solo é em maior porcentagem.. 
Verificamos que 23% + 35% = 58% nos fornece os resíduos do first flush anual 
No valor está a carga total de sólidos descarregado pela bacia sendo que não calculamos a 
carga dos poluentes. 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 05- Método RUSLE (equação revisada universal de perda de solo) 
Engenheiro Plínio Tomaz 16 de setembro de 2008 pliniotomaz@uol.com 
 
 
 5-7
5.7 Bibliografia e livros consultados 
-AKAN, A OSMAN. Urban Stormwater Hydrology. Lancaster, Pennsylvania: Technomic, 1993, ISBN 0-87762-
967-6, 268 p. 
-HAAN, C.T. et al. Design Hydrology and sedimentology for small catachments. Academic Press, 
1994, 588páginas, ISBN 13:978-0-12-312340-4 
-USEPA. Methodology for analysis of detention basins of control of urban runoff quality. EPA 440/5-
87-001, september 1986. 
-USEPA. Sewer Sediment and Control- a management practices reference guide. EPA/600/R/R-
04/059. Autor: Chi- Yuan Fan, janeiro de 2004. 
-USEPA. Stormwater best management practices- Design guide. Volume 2. Vegetativa Biofilters. 
EPA/600/R04/121A. Autor: Michael L; Clar, september 2004. 
Remoção de sedimentos em BMPs 
Capítulo 06- Método Simples de Schueler 
Engenheiro Plínio Tomaz 02 de setembro de 2008 pliniotomaz@uol.com 
 
 6-1
Capítulo 06- Estimativa da carga de poluente pelo Método Simples de Schueler 
 
6.1 Introdução 
Schueler em 1987 apresentou um método empírico denominado “Método Simples” para 
estimar o transporte de poluição difusa urbana em uma determinada área. 
O método foi obtido através de exaustivos estudos na área do Distrito de Washington nos 
Estados Unidos chamado National Urban Runoff Program (NURP) bem como com dados da EPA, 
conforme AKAN, (1993). 
O Método Simples de Schueler, 1987 é amplamente aceito e requer poucos dados de entrada e 
é utilizado no Estado do Texas e no Lower Colorado River Authority, 1998 
AKAN, (1993) salienta que os estudos valem para áreas menores que 256ha e que são 
usadas cargas anuais.A equação de Schueler é similar ao método racional e nas unidades SI adaptada 
neste livro. Para achar a carga anual de poluente usamos a seguinte equação: 
 L=0,01 x P x Pj x Rv x C x A 
Sendo: 
L= carga do poluente anual (kg/ano) 
P= precipitação média anual (mm) 
Pj= fração da chuva que produz runoff. Pj =0,9 (normalmente adotado) 
Rv= runoff volumétrico obtido por análise de regressão linear. 
Rv= 0,05 + 0,009 x AI (R2=0,71 N=47) 
AI= área impermeável (%). 
A= área (ha) sendo A≤ 256ha 
C= concentração média da carga do poluente nas águas pluviais da (mg/L) 
 
Valor de Pj 
O valor de Pj usualmente é 0,90 para precipitação média anual, mas pode atingir valor Pj =0,5 
e para eventos de uma simples precipitação Pj =1,0. 
Valores de C 
Conforme as pesquisas feitas por Schueler, (1987) e citadas por AKAN, (1993) e McCUEN, 
(1998) os valores médios da carga de poluição C em mg/L é fornecida pelas Tabelas (6.1) a (6.11) 
 
Tabela 6.1- Média dos Estados Unidos para concentrações médias nas águas pluviais 
Constituintes Unidades Runoff urbano 
TSS mg/L 54,5 (1) 
TP mg/L 0,26 (1) 
TN mg/L 2,00 (1) 
Cu μg/L 11,1 (1) 
Pb μg/L 50,7 (1) 
Zn μg/L 129 (1) 
S. Coli 1000 colonias/mL 1,5 (2) 
(1) Dados do NURP/USGS, 
1998 
 
(2) Schueler,